大模型原理剖析——拆解预训练、微调、奖励建模与强化学习四阶段（以ChatGPT构建流程为例）

前言

大语言模型（如ChatGPT）的"智能"并非一蹴而就，而是通过分阶段的精细化训练逐步实现的。本文基于课程内容，拆解ChatGPT的四阶段构建流程，解析每个环节的核心逻辑与技术细节。

一、阶段一：自监督预训练------给模型"打知识底子"

这是大模型的基础能力奠基阶段，核心是让模型学习语言规律与世界知识。

• 核心思路：利用文本的前k个词（token），预测第k+1个词，实现"自监督学习"（无需人工标注标签）。
• 训练数据：覆盖互联网网页、维基百科、书籍、GitHub代码、论文等多源语料，总量达数千亿至数万亿单词，确保内容的多样性与知识覆盖度。
• 训练目标 ：最大化预测概率，数学表达为：
  Max∑ilog⁡P(ui∣ui−k,...,ui−1;θ)\text{Max} \sum_{i} \log P(u_i|u_{i-k}, ..., u_{i-1}; \theta)Maxi∑logP(ui∣ui−k,...,ui−1;θ)
  （其中uiu_iui是语料中的词，θ\thetaθ是模型参数）
• 输出与资源 ：得到"基础模型"，需1000+GPU/月的训练资源。

二、阶段二：有监督微调（指令微调）------让模型"听懂人类指令"

预训练模型能"续写文本"，但还不懂"指令"；这一阶段的目标是让模型理解人类需求。

• 核心逻辑 ：在预训练模型的基础上，用 "用户指令+理想输出"的标注数据 继续训练。
• 训练数据：数万级标注用户指令+对应高质量输出，聚焦开放问题、阅读理解、代码生成等场景。
• 能力提升：模型具备初步的指令理解能力，能完成开放领域问答、翻译、代码编写，还能泛化到未知任务。
• 输出与资源 ：得到"SFT模型（有监督微调模型）"，需1-100GPU/天的训练资源。

三、阶段三：奖励建模------给模型"立评价标准"

这一阶段的核心是构建"文本质量评估体系"，为后续优化提供"奖励信号"。

• 核心目标：训练一个"奖励模型（RM）"，用于评估SFT模型输出内容的质量高低。
• 训练方式：人工标注百万级样本------将同一个指令输入SFT模型得到多个输出，由标注人员对这些输出按质量排序，以此训练RM模型。
• 作用：RM模型会成为后续强化学习的"裁判"，为模型的输出打分。
• 输出与资源 ：得到"RM模型（奖励模型）"，需1-100GPU/天的训练资源。

四、阶段四：强化学习------让模型"越答越贴合需求"

这是ChatGPT的最终优化阶段，核心是用奖励信号让模型持续迭代。

• 核心流程 ：
  1. 输入十万级用户指令，让SFT模型生成输出；
  2. 用RM模型对输出打分（即"奖励"）；
  3. 根据奖励结果调整SFT模型的参数，让模型更倾向于生成高分内容。
• 最终输出：经过此阶段训练后，得到最终的ChatGPT模型。
• 资源需求 ：需1-100GPU/天的训练资源。

总结：ChatGPT构建的"四步逻辑"

ChatGPT的训练是一个"从基础到优化"的递进过程：

1. 预训练：学语言、攒知识 → 基础模型；
2. 有监督微调：学指令、懂需求 → SFT模型；
3. 奖励建模：定标准、做裁判 → RM模型；
4. 强化学习：靠反馈、迭代优 → ChatGPT。

各阶段的数据规模、算法类型、计算资源需精准匹配，才能最终实现模型的"智能表现"。